汽油机和柴油机工作过程

1、20152015年年3 3月月2121日日 工作循环工作循环 工作循环：工作循环：发动机完成一次能量交换的过程。称为完成一个工发动机完成一次能量交换的过程。称为完成一个工 作循环。即发动机历经了进气、压缩、燃烧、作功、排气五个作循环。即发动机历经了进气、压缩、燃烧、作功、排气五个 顺序一定的连续工作过程。顺序一定的连续工作过程。 四行程内燃机：四行程内燃机：活塞在汽缸内往复四次活塞在汽缸内往复四次(四个行程四个行程)，完成一个，完成一个 工作循环。工作循环。 重重 要要 概概 念念 燃烧过程当压缩接近终了时燃烧过程当压缩接近终了时, ,火花塞跳火点燃混合气。从火花塞跳火火花塞跳火点燃混合气。从

2、火花塞跳火 时到上止点时的曲轴转角时到上止点时的曲轴转角, ,称为点火提前角。称为点火提前角。 柴油是在压缩过程活塞接近上止点前将柴油喷入汽缸，从喷油开始到活柴油是在压缩过程活塞接近上止点前将柴油喷入汽缸，从喷油开始到活 塞到达上止点时的曲轴转角塞到达上止点时的曲轴转角, ,称为喷油提前角。称为喷油提前角。 点火提前角：（点火提前角：（汽油机）汽油机） 喷油提前角：（喷油提前角：（柴油机）柴油机） 一般点火（喷油）提前角为一般点火（喷油）提前角为(1035) a a、进气行程、进气行程 b b、压缩行程、压缩行程 c c、作功行程、作功行程 d d、排气行程、排气行程 进气行程进气行程 排气门

3、关闭 进气门开启 活塞 温度370440 K， 压 力7590 kPa a a、进气行程、进气行程 汽油机将空气与燃料 在气缸外进行混合， 行成可燃混合气后被 吸入气缸 进气门关闭 排气门关闭 活塞 压缩比： =Va/Vc 温度600800K， 压力6001500 kPa b b、压缩行程、压缩行程 活塞由下止点向上止 点运动，当进气工作 过程终了时，进气门 和排气门都处于关闭 状态，此时气缸内的 可燃混合气开始被压 缩。 作功行程作功行程 进气门关闭 排气门关闭 活塞 瞬时最高：温度 22002800 K， 压力 35MPa 作功终了：温度 15001700 K， 压 力300500 kPa

4、 c c、作功行程、作功行程 燃烧膨胀作功行程：在压 缩行程，当活塞向上行至 上止点前某一规定曲柄转 角时，火花塞电极间发出 火花，将被压缩的可燃混 合气点燃，膨胀做功。 排气行程排气行程 进气门关闭进气门关闭 排气门打开排气门打开 活塞活塞 在燃烧膨胀行程，当 活塞行至下止点前某 一规定曲轴转角时， 排气阀开启，废气即 通过排气门开始排出 温度温度9001200 K 压力压力 105125 kPa 残余废气残余废气 d d、排气行程、排气行程 四冲程发动机工作状态四冲程发动机工作状态 状态状态 行程行程 温温 度度(K) 压压 力力 进气行程进气行程3704407590 kPa 压缩行程压缩

5、行程6008006001500 kPa 作功行程作功行程 22002800(瞬时最高瞬时最高) 15001700(作功终了作功终了) 35MPa (瞬时最高瞬时最高) 300500 kPa (作功终了作功终了) 排气行程排气行程9001200105125 kPa a a、进气行程、进气行程 b b、压缩行程、压缩行程 c c、作功行程、作功行程 d d、排气行程、排气行程 进气行程进气行程 活塞 a a、进气行程、进气行程 温度300370K压 力800900 kPa 进气门 柴油机将空气吸入气缸 b b、压缩行程、压缩行程 温度8001000K压 力35 MPa 纯空气 在压缩过程终了时，柴

6、油通 过喷油器喷入气缸，在极短 时间内与高温空气行成可燃 混合气 c c、作功行程、作功行程 瞬时：温度18002200K压 力510 MPa 喷油器 终了：温8001000K 压力105400 kPa 压燃混合气，膨胀做功 d d、排气行程、排气行程 温度8001000K 压力105400 kPa 排气门 在燃烧膨胀行程，当 活塞行至下止点前某 一规定曲轴转角时， 排气阀开启，废气即 通过排气门开始排出 柴油机工作时各行程状态参数柴油机工作时各行程状态参数 状态状态 行程行程 温度温度(K)柴油机工作时各柴油机工作时各 行程状态参数行程状态参数 压力压力 进气行程进气行程3203508009

7、00 kPa 压缩行程压缩行程800100035MPa 作功行程作功行程 22002800(瞬时最高瞬时最高) 15001700(作功终了作功终了) 510MPa (瞬时最高瞬时最高) 300500 kPa (作功终了作功终了) 排气行程排气行程8001000105125 kPa 四冲程汽油机示功图四冲程汽油机示功图 四冲程柴油机示功图四冲程柴油机示功图 柴油机与汽油机工作原理比较柴油机与汽油机工作原理比较 1. 都有四个行程：进气、压缩、做功、排气。都有四个行程：进气、压缩、做功、排气。 2.四个过程中，只有做功行程对外输出功，其余三个均消耗功。四个过程中，只有做功行程对外输出功，其余三个均

8、消耗功。 3.发动机完成一个工作循环，曲轴旋转两圈（发动机完成一个工作循环，曲轴旋转两圈（720）。）。 4.第一个循环均需外力带动。第一个循环均需外力带动。 与柴油机相同与柴油机相同 1.进气过程：进气过程进入汽缸的是汽油与空气的可燃混合气。进气过程：进气过程进入汽缸的是汽油与空气的可燃混合气。 2.压缩过程：汽油机在压缩过程压缩的是混合气。压缩过程：汽油机在压缩过程压缩的是混合气。 3.着火方式不同：当压缩接近终了时着火方式不同：当压缩接近终了时,火花塞（火花塞（1525kV）产生电弧点燃）产生电弧点燃 混合气。混合气。 与柴油机不同与柴油机不同 1. 柴油机的经济性比汽油机好。柴油机的经济性比汽油机好。 2.柴油机和汽油机工作过程中各点的压力和温度都不同。柴油机和汽油机工作过程中各点的压力和温度都不同。 3.柴油机的燃烧过程既有等容加热柴油机的燃烧过程既有等容加热(燃烧燃烧)阶段又有等压加热阶段又有等压加热(燃烧燃烧)阶段阶段, 属混合加热循环。而汽油机只有等容加热阶段属混合加热循环。而汽油机